本文關鍵詞：超聲波旋渦熱量變送器研究

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【摘要】：渦街流量計在計量檢測中發(fā)揮著越來越大的作用,成為流量測量儀表家庭中不可缺少的一員。但是由于其測量原理的某些限制和測量條件的不同,存在著抗干擾能力差,測量范圍不足等問題。本課題設計的超聲波旋渦熱量變送器,原理上是把渦街流量測量原理與超聲波數(shù)字測量技術相結合,具有渦街流量計和超聲波流量計的共同特征。隨著超聲波流量計的技術發(fā)展,采用超聲波流量測量時間芯片以及數(shù)字信號處理技術,使超聲波渦街流量計升級換代,使其測量范圍更寬,抗干擾能力更強,精度更高。本文通過對卡曼渦街與超聲波束相互作用機理的深入研究,提出了超聲波旋渦熱量變送器的研究方案。首先,給出了相位調(diào)制旋渦頻率的應用表達式,分析了旋渦發(fā)生體的定位以及對超聲探頭的優(yōu)化設計,并采用程控帶通濾波、雷諾數(shù)在線補償?shù)燃夹g,提高了測量精度,擴大了測量范圍并實現(xiàn)了對噪聲信號進行有效的抑制,使超聲渦街流量測量技術得到進一步發(fā)展。然后,結合超聲波計量專用芯片UTA6902,進行了系統(tǒng)硬件和軟件設計。硬件處理電路實現(xiàn)了數(shù)字化旋渦頻率的測量,設計了超聲波發(fā)射電路、放大電路、外部旋渦復現(xiàn)電路、整形放大輸出、溫度測量電路;服務電路包含利用溫差發(fā)電技術的電源電路、顯示紅外通訊電路以及M-Bus通信電路。系統(tǒng)軟件設計包括超聲波收發(fā)軟件模塊、流量測量數(shù)據(jù)處理程序設計、溫度信號A/D采集程序、系統(tǒng)自檢以及上位機與下位機之間的通訊模塊設計。最后,對超聲波旋渦熱量變送器進行實驗。先進行靜態(tài)標定實驗,檢測超聲探頭發(fā)射、接收以及旋渦信號是否正常,然后進行實流量測量證明了本課題設計的超聲波旋渦熱量計具有良好的性能指標。
【關鍵詞】：渦街流量計 超聲波旋渦熱量計 UTA6902 相位調(diào)制 旋渦數(shù)字化檢測
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH814
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 渦街流量計概述9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-11
• 1.3 課題提出的背景和意義11-13
• 1.4 研究內(nèi)容和創(chuàng)新點13-15
• 第2章 總體方案設計15-31
• 2.1 超聲波旋渦熱量變送器的工作測量原理15-18
• 2.2 超聲波旋渦熱量變送器組成部分的研究18-21
• 2.2.1 旋渦發(fā)生體的研究18-20
• 2.2.2 探頭和結構的優(yōu)化設計20-21
• 2.3 儀表系數(shù)K的修正21-23
• 2.4 超聲波旋渦熱量變送器的設計方案23-25
• 2.5 相位差測量方法25-29
• 2.5.1 測量原理26-27
• 2.5.2 幅值矯正算法27-28
• 2.5.3 計算機仿真28-29
• 2.6 本章小結29-31
• 第3章 系統(tǒng)硬件電路的整體方案設計31-45
• 3.1 處理電路的設計與實現(xiàn)33-39
• 3.1.1 超聲波發(fā)射電路設計33-34
• 3.1.2 放大電路設計34-35
• 3.1.3 外部旋渦復現(xiàn)電路設計35-36
• 3.1.4 整形放大輸出36-38
• 3.1.5 溫度測量電路38-39
• 3.2 服務電路的設計與實現(xiàn)39-43
• 3.2.1 利用溫差發(fā)電技術的電源電路39-40
• 3.2.2 顯示紅外通訊電路40-41
• 3.2.3 M-Bus通訊電路的實現(xiàn)41-43
• 3.3 本章小結43-45
• 第4章 系統(tǒng)軟件的整體方案設計45-57
• 4.1 系統(tǒng)軟件整體結構和功能45
• 4.2 系統(tǒng)軟件設計45-55
• 4.2.1 超聲波收發(fā)軟件模塊47-48
• 4.2.2 流量測量數(shù)據(jù)處理程序設計48-49
• 4.2.3 溫度信號A/D采集程序49-50
• 4.2.4 系統(tǒng)自檢軟件設計50-51
• 4.2.5 上位機與下位機之間的通訊模塊設計51-54
• 4.2.6 顯示模塊設計54-55
• 4.3 本章小結55-57
• 第5章 超聲波旋渦熱量計的實驗研究57-63
• 5.1 靜態(tài)標定實驗57-60
• 5.1.1 超聲信號測試57-58
• 5.1.2 靜態(tài)仿真實驗58-60
• 5.2 流量測試實驗結果60-62
• 5.3 本章小結62-63
• 結論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文69-71
• 致謝71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐科軍,汪安民;基于小波變換的渦街流量計信號處理方法[J];儀器儀表學報;2001年06期

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本文編號：555000